CN114655277A - 重载列车智能驾驶超速防护曲线计算方法及相关设备 - Google Patents

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CN114655277A CN202210346294.8A CN202210346294A CN114655277A CN 114655277 A CN114655277 A CN 114655277A CN 202210346294 A CN202210346294 A CN 202210346294A CN 114655277 A CN114655277 A CN 114655277A
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Abstract

本申请提供一种重载列车智能驾驶超速防护曲线计算方法、智能驾驶方法、智能驾驶系统、电子设备及存储介质。计算方法包括：获取当前时刻重载列车的位置数据、前方位置的限速数据、前方位置的阻力数据、前方位置的分相数据和力数据；根据前方的位置数据和限速数据，计算位置序列；根据位置序列中的位置点对应的限速数据，计算位置序列中位置点对应的基础限速数据；根据基础限速数据、分相数据和力数据，计算位置速度序列；将位置速度序列中的点值进行插值拟合，得到超速防护曲线。综合考虑重载列车的位置数据、前方位置的限速数据、前方位置的阻力数据、前方位置的分相数据和力数据等因素的影响，计算得到的超速防护曲线准确性高，自适应性强。

Description

重载列车智能驾驶超速防护曲线计算方法及相关设备
技术领域
本申请涉及重载列车智能驾驶技术领域，尤其涉及一种重载列车智能驾驶超速防护曲线计算方法及相关设备。
背景技术
重载列车是在货运量到发集中的运输线路上采用大型专用货车编组，采用双机或多机牵引开行的一种超长、超重的货物列车，重载列车车辆载重力大；列车编挂辆数多。重载列车的智能驾驶对于重载列车具有重要的意义。
在重载列车智能驾驶中，安全问题始终是重中之重。目前的重载列车智能驾驶中，主要根据限速曲线进行监控制动等，不利于列车的高效运行。
发明内容
有鉴于此，本申请的目的在于提出一种重载列车智能驾驶超速防护曲线计算方法及相关设备。
基于上述目的，本申请提供了重载列车智能驾驶超速防护曲线计算方法，包括：
获取当前时刻重载列车的位置数据、前方位置的限速数据、前方位置的阻力数据、前方位置的分相数据和力数据；
根据前方的位置数据和所述限速数据，计算位置序列；
根据所述位置序列中的位置点对应的限速数据，计算位置序列中位置点对应的基础限速数据；
根据所述基础限速数据、所述分相数据和所述力数据，计算位置速度序列；
将所述位置速度序列中的点值进行插值拟合，得到超速防护曲线。
在其中一些实施例中，所述根据所述基础限速数据、所述分相数据和力数据，计算位置速度序列具体包括：
根据阻力数据和基础限速数据，计算平衡力；
根据最大可用制动力和所述平衡力，确定速度的安全裕量；
根据所述安全裕量确定位置点对应的超速防护速度，得到位置速度序列。
在其中一些实施例中，所述阻力数据包括列车在位置序列中的位置点时列车的基本阻力数据，坡道阻力数据和弯道阻力数据；
所述根据阻力数据和基础限速数据，计算加速度为零时的平衡力具体包括：根据所述基本阻力数据，所述坡道阻力数据和所述弯道阻力数据计算所述平衡力。
在其中一些实施例中，所述根据所述基本阻力数据，所述坡道阻力数据和所述弯道阻力数据计算所述平衡力通过式
Figure BDA0003580866710000021
计算；
其中，
Figure BDA0003580866710000022
为列车在xn位置加速度为零时的平衡力；V′lim(xn)为列车在xn位置的基础限速速度；B(V′lim(xn))为列车在基础限速V′lim(xn)时的基本阻力；S(xn)为列车在位置xn时的坡道阻力；C(xn)为列车在位置xn时的弯道阻力。
在其中一些实施例中，所述根据最大可用制动力和所述平衡力，确定速度的安全裕量具体包括：
比较所述最大可用制动力和所述平衡力；
响应于确定所述平衡力大于或等于零，设定所述安全裕量为第一速度值；
响应于确定所述平衡力大于或等于所述最大可用制动力且小于零，设定所述安全裕量为第二速度值；
响应于确定所述平衡力小于零且小于所述最大可用制动力，设定安全裕量为第三速度值；所述第一速度值小于所述第二速度值；所述第二速度值小于所述第三速度值。
在其中一些实施例中，所述最大可用制动力通过式Fb＝η*Fbmax计算，其中，Fb为最大可用制动力，Fbmax为最大制动力；η为通过式
Figure BDA0003580866710000023
计算，其中，
Figure BDA0003580866710000024
为T时间内的平均粘着力；T为粘接力的滤波窗口时间；Fmax为最大可用力；
所述根据所述安全裕量确定位置点对应的超速防护速度通过式v′n＝V′lim(xn)-Vn计算；其中，V′lim(xn)为列车在xn位置的基础限速速度；v′n为列车在位置xn时对应的超速防护速度；Vn为安全裕量。
在其中一些实施例中，所述根据前方位置数据和所述限速数据，计算位置序列具体包括：
根据式xn＝x0+nX(n＝1,2,…,N)计算位置序列；其中，xn为位置序列，x0为当前时刻重载列车的实际位置；X为相邻位置点的间隔距离；N为常数；
所述基础限速数据通过式V′lim(x)＝Vlim(x)-v0计算，其中，x为位置，V′lim(x)为基础限速；Vlim(x)为前方限速；v0为预设保护裕量值。
在其中一些实施例中，还包括：
自当前时刻起，当列车运行距离为相邻位置点的间隔距离后，重新获取当前时刻重载列车的实际位置数据和基础限速数据。
本申请实施例还提供一种重载列车智能驾驶方法，使用如前任一项所述的重载列车智能驾驶超速防护曲线计算方法计算超速防护曲线；
根据所述超速防护曲线进行曲线规划和跟随控制。
本申请实施例还提供一种重载列车智能驾驶系统，包括：
超速防护曲线计算单元，使用如前任一项所述的重载列车智能驾驶超速防护曲线计算方法计算超速防护曲线，并将所述超速防护曲线发送至规划控制单元中；
规划控制单元用于接收所述超速防护曲线，并根据所述超速防护曲线进行曲线规划和跟随控制。
本申请实施例还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如前任意一项所述的方法。
本申请实施例还提供一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令用于使计算机执行如前任一所述方法。
从上面所述可以看出，本申请提供的重载列车智能驾驶超速防护曲线的计算方法，通过获取当前时刻重载列车的位置数据、前方位置的限速数据、前方位置的阻力数据、前方位置的分相数据和力数据；根据前方的位置数据和所述限速数据，计算位置序列；根据所述位置序列中的位置点对应的限速数据，计算位置序列中位置点对应的基础限速数据；根据所述基础限速数据、所述分相数据和所述力数据，计算位置速度序列；将所述位置速度序列中的点值进行插值拟合，得到超速防护曲线。能够综合考虑重载列车的位置数据、前方位置的限速数据、前方位置的阻力数据、前方位置的分相数据和力数据等因素的影响，计算得到的超速防护曲线准确性高，自适应性强，更加适用于重载列车智能驾驶系统。能够为重载列车智能驾驶的规划控制提供安全的依据，保障重载列车的安全运行。
附图说明
为了更清楚地说明本申请或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例的示例性的重载列车智能驾驶系统结构示意图；
图2为本申请实施例的重载列车智能驾驶超速防护曲线计算方法的流程图；
图3为本申请实施例的示例性的计算位置速度序列的流程图；
图4为本申请实施例的示例性的超速防护曲线示意图；
图5为本申请实施例的又一示例性的重载列车智能驾驶超速防护曲线的计算方法的流程图；
图6为本申请实施例的电子设备硬件结构示意图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本申请进一步详细说明。
需要说明的是，除非另外定义，本申请实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请实施例中使用的“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。
一些重载列车的智能驾驶中，重载列车的监控系统(LKJ)会根据当前的线路允许最高速度生成相应的限速曲线。当监控系统检测到列车实际运行速度超过限速曲线时，就会发出施加空气制动的指令，通过网络控制系统和制动系统等立刻对重载列车施加空气制动。这样，对高速行驶的重载列车直接施加空气制动容易对列车造成损害，且会影响列车的运行效率。
有鉴于此，本申请实施例提供了一种重载列车智能驾驶超速防护曲线计算方法、智能驾驶方法、智能驾驶系统、电子设备及存储介质等，能够在一定程度上解决对高速行驶的重载列车直接施加空气制动容易对列车造成损害，且会影响列车的运行效率的问题。
图1示出了本申请实施例的示例性的重载列车智能驾驶系统结构示意图。
如图1所示，本申请实施例的示例性的重载列车智能驾驶系统，可以包括牵引系统(TCU)10，网络控制系统(CCU)20，制动系统(BCU)30，列车智能驾驶系统40，监控系统(LKJ)50和人机交互系统(HMI)60等。
其中，监控系统可以获取列车的参数(包括列车的载重、车辆数)、前方的线路信息以及列车前方的限速信息等。列车智能驾驶系统可以与监控系统连接，并从监控系统中获取相关的列车信息。列车智能驾驶系统还可以分别与网络控制系统和制动系统连接并分别进行双向交互，输出相应的牵引制动指令至网络控制系统中，通过网络控制系统分别控制牵引系统和制动系统进行相应的牵引制动等(也即牵引系统可以与网络控制系统连接，且可以双向交互信息。网络控制系统可以与制动系统连接，且可以双向交互信息。)列车智能驾驶系统还可以与人机交互系统相连接，以获取人机交互信息等。
在一些实施例中，如图1所示，列车智能驾驶系统可以包括：超速防护曲线计算单元和规划控制单元。
其中，超速防护单元用于使用重载列车智能驾驶超速防护曲线计算方法计算超速防护曲线，并将所述超速防护曲线发送至规划控制单元中；规划控制单元用于接收所述超速防护曲线，并根据所述超速防护曲线进行曲线规划和跟随控制。
在一些实施例中，规划控制单元根据超速防护曲线进行曲线规划和跟随控制可以包括：当监控系统检测到重载列车在位置xn的行驶速度vn超过超速防护速度曲线中的超速防护速度v′n时，规划控制单元将根据行驶速度超过超速防护速度v′n的大小Δ(Δ＝vn-v′n)以及所处具体的线路情况选择降低牵引力、输出电制动或者空气制动来进行控速，保障列车的行车安全。
本申请实施例的重载列车智能驾驶超速防护曲线计算方法，通过在监控系统的限速曲线基础上，计算适用于重载列车智能驾驶的超速防护曲线，根据该超速防护曲线能够对重载列车提前进行控速，在监控系统发生动作之前就将速度控制在安全范围以内，避免当列车实际速度超过监控系统的限速时，直接对重载列车施加空气制动对列车造成的损害，和对列车的运行效率的影响。
图2示出了本申请实施例的重载列车智能驾驶超速防护曲线计算方法的流程示意图。可以通过列车智能驾驶系统的超速防护曲线计算单元进行重载列车智能驾驶超速防护曲线的计算。
如图2所示，本申请实施例提供的重载列车智能驾驶超速防护曲线计算方法可以包括：
S100，获取当前时刻重载列车的位置数据和前方位置的信息数据；
S200，根据前方的位置数据和所述限速数据，计算位置序列；
S300，根据所述位置序列中的位置点对应的限速数据，计算位置序列中位置点对应的基础限速数据；
S400，根据所述基础限速数据、所述分相数据和力数据，计算位置速度序列；
S500，将所述位置速度序列中的点值进行插值拟合，得到超速防护曲线。
在一些实施例中，在步骤S100中，位置数据可以自重载列车的监控系统中获取。位置数据具体可以包括当前的位置数据，前方的位置数据和前方位置的信息数据。前方位置的信息数据可以包括前方位置的限速数据、前方位置的阻力数据、前方位置的分相数据和重载列车的力数据等。
前方位置的阻力数据可以包括坡道信息数据(例如坡道阻力)，前方位置的弯道信息数据(例如弯道阻力)和前方位置的分相信息数据(例如是否处于分相区)等。
应用场景中，前方位置的坡道信息，前方位置的弯道信息以及前方位置的分相信息等可以分别为S(x)、C(x)和P(x)等，其中，x为位置。
在一些实施例中，所述力数据可以自牵引系统获取。所述力数据可以包括重载列车发挥的粘着力。
在一些实施例中，还可以获取重载列车的重量M以及列车的车辆数等，以进行动力数据的相应计算。
在一些实施例中，在步骤S200中，所述根据前方的位置数据和所述限速数据，计算位置序列具体可以包括：
根据式xn＝x0+nX(n＝1,2,…,N)计算位置序列；其中，xn为位置序列，x0为当前时刻重载列车的实际位置；X为相邻位置点的间隔距离；N为常数。其中，X可以根据列车的重量和实际线路数据等来确定。N可以由当前时刻获取的限速数据的最后一个限速点(例如vlim(xn))决定。
在一些实施例中，在步骤S300中，基础限速数据可以通过式V′lim(x)＝Vlim(x)-v0计算，其中，x为位置，V′lim(x)为位置x处的基础限速；Vlim(x)为位置x处的限速；v0为预设保护裕量值。
在一些实施例中，所述保护裕量值可以为动态数值。具体可以通过列车的实际运行数据对比分析，或者通过在线校准的方法，进行动态的调整，补偿模型或者阻力的误差。通过动态数值，能够进一步提高最终所得限速曲线的准确性。
图3示出了本申请实施例的示例性的计算位置速度序列的流程图。
在一些实施例中，如图3所示，在步骤S400中，所述根据所述基础限速数据、所述分相数据和所述力数据，计算位置速度序列具体可以包括：
S410，根据阻力数据和基础限速数据，计算平衡力；
S420，根据最大可用制动力和所述平衡力，确定速度的安全裕量；
S430，根据所述安全裕量确定位置点对应的超速防护速度，得到位置速度序列。
在一些实施例中，在步骤S410中，所述阻力数据可以包括列车在位置序列中的位置点时列车的基本阻力数据，坡道阻力数据和弯道阻力数据等。这些数据可以自监控系统中获取。基础限速数据可以包括列车在位置序列中的位置点时的基础限速数据。
所述根据阻力数据和基础限速数据，计算加速度为零时的平衡力具体包括：根据所述基本阻力数据，所述坡道阻力数据和所述弯道阻力数据计算所述平衡力。
在一些实施例中，所述根据所述基本阻力数据，所述坡道阻力数据和所述弯道阻力数据计算所述平衡力通过式
Figure BDA0003580866710000081
计算；
其中，
Figure BDA0003580866710000082
为列车在xn位置加速度为零时的平衡力；V′lim(xn)为列车在xn位置的基础限速速度；B(V′lim(xn))为列车在基础限速V′lim(xn)时的基本阻力；S(xn)为列车在位置xn时的坡道阻力；C(xn)为列车在位置xn时的弯道阻力。其中，S(xn)在下坡道为负，而在上坡道为正。
这样，通过
Figure BDA0003580866710000083
计算列车在xn位置的最大限速，能够符合列车在xn位置对应最大限速V′lim(xn)时的动力学方程
Figure BDA0003580866710000084
其中，M为列车的总重，a为列车的加速度，γ为旋转质量系数。这样，通过计算加速度为零时的平衡力，能够得到列车在限速曲线的最大限速时的力学信息，并根据该力学信息确定重载列车的平衡力，从而准确地确定重载列车的速度的安全裕量。
可以理解的是，平衡力包括正的平衡力(也即平衡力大于或等于零)和负的平衡力(也即平衡力小于零)。
在一些实施例中，在步骤S420中，所述根据最大可用制动力和所述平衡力，确定速度的安全裕量具体包括：
比较所述最大可用制动力和所述平衡力；
响应于确定所述平衡力大于或等于零(也即
Figure BDA0003580866710000085
)，设定所述安全裕量为第一速度值(也即Vn＝v1，其中，Vn为安全裕量，v1为第一速度值)；
响应于确定所述平衡力大于或等于所述最大可用制动力且小于零(也即
Figure BDA0003580866710000086
)，设定所述安全裕量为第二速度值(也即Vn＝v2，其中，Vn为安全裕量，v2为第二速度值)；
响应于确定所述平衡力小于零且小于所述最大可用制动力(也即
Figure BDA0003580866710000087
)，设定安全裕量为第三速度值(也即Vn＝v3，其中，Vn为安全裕量，v3为第三速度值)。其中，第一速度值小于第二速度值，第二速度值小于第三速度值。也即，v1＜v2＜v3。
在一些实施例中，安全裕量对应的第一速度值、第二速度值和第三速度值v1、v2、v3的设定还可以根据列车当前的实际工况调整。这样，可以避免当前实际工况和平衡力所需的工况不一致时，转换工况时间对速度控制的影响。
在一些实施例中，第三速度值v3的设定可以根据实际的情况进行设定，例如根据列车的列车管力和列尾类型等设定，这样可以避免空气制动系统在制动过程中空气波速传递需要时间对速度控制的影响。
在一些实施例中，安全裕量对应的第一速度值、第二速度值和第三速度值v1、v2、v3的设定，可以通过实际数据进行拟合或者机器学习，得到相应的表达公式，从而得到精确的值。具体的拟合例如最小二乘拟合，多项式拟合等可以为现有的算法，可以为现有的算法，本申请不涉及对现有短发的改进。通过该些算法能够得到相应的表达公式，从而得到精确的值。这样，可以进一步提高所得重载列车智能驾驶超速防护曲线的准确性。
在一些实施例中，所述最大可用制动力通过式Fb＝η*Fbmax计算，其中，Fb为最大可用制动力，Fbmax为最大制动力；η为T时间内的平均粘着力
Figure BDA0003580866710000091
与最大可用力Fmax的比例系数，通过式
Figure BDA0003580866710000092
计算。其中，
Figure BDA0003580866710000093
为T时间内的平均粘着力，T为粘接力的滤波窗口时间，例如可以根据实际需求确定，Fmax为最大可用力，可以由列车智能驾驶系统通过网络控制系统自牵引系统中获取。
应当理解的是，当列车在牵引工况下时，Fmax为最大牵引力。而当列车在电制动工况下，Fmax为最大制动力。如果车辆处于分相中(例如分相区)时，η为零(即η＝0)。
这样，通过比较平衡力与最大可用制动力的关系，当
Figure BDA0003580866710000094
时，设定安全裕量为Vn＝v1，此时安全裕量能够满足无需投入电制动力则可以将当前的速度控制在限速范围内。当
Figure BDA0003580866710000095
时，设定安全裕量为Vn＝v2，该安全裕量能够满足投入电制动力则可以将当前的速度控制在限速范围内。当
Figure BDA0003580866710000096
设定安全裕量为Vn＝v3，该安全裕量能够满足投入空气制动则可以将当前的速度控制在限速范围内。
在一些实施例中，在步骤S430中，所述根据所述安全裕量确定位置点对应的超速防护速度通过式v′n＝V′lim(xn)-Vn计算；其中，V′lim(xn)为列车在xn位置的基础限速速度；v′n为列车在位置xn时对应的超速防护速度；Vn为安全裕量。这样既可得到，一组速度位置的序列点(x1,v′1),(x2,v′2),…,(x1,v′N)。
图4示出了本申请实施例的示例性的超速防护曲线示意图。
在一些实施例中，在步骤S500中，插值拟合为现有的计算方法，具体内容此处不再赘述，本申请实施例不涉及对现有的计算方法的改进。插值拟合处理后，所得超速防护曲线可以如图4所示。
图5示出了本申请实施例的又一示例性的重载列车智能驾驶超速防护曲线的计算方法的流程图。
在一些实施例中，如图5所示，在步骤S500之后还可以包括，自当前时刻起，当列车运行距离为相邻位置点的间隔距离后，重新获取当前时刻重载列车的实际位置数据和基础限速数据。也即，当列车运行了X距离后，重新进行计算超速防护曲线的计算。这样，可以动态的计算超速防护曲线，提高超速防护曲线的准确性。
本申请实施例提供的重载列车智能驾驶超速防护曲线的计算方法，通过综合考虑坡道、弯道以及列车的实际参数、空气制动等因素的影响，自适应性强，计算的超速防护曲线也更加适用于重载列车智能驾驶系统。能够为重载列车智能驾驶的规划控制提供安全的依据，保障列车的安全运行。
需要说明的是，本申请实施例的方法可以由单个设备执行，例如一台计算机或服务器等。本实施例的方法也可以应用于分布式场景下，由多台设备相互配合来完成。在这种分布式场景的情况下，这多台设备中的一台设备可以只执行本申请实施例的方法中的某一个或多个步骤，这多台设备相互之间会进行交互以完成所述的方法。
需要说明的是，上述对本申请的一些实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于上述实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。
基于同一发明构思，与上述任意实施例方法相对应的，本申请还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上任意一实施例所述的重载列车智能驾驶超速防护曲线计算方法。
图6示出了本实施例所提供的一种更为具体的电子设备硬件结构示意图，该设备可以包括：处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030、通信接口1040和总线1050。其中处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030和通信接口1040通过总线1050实现彼此之间在设备内部的通信连接。
处理器1010可以采用通用的CPU(Central Processing Unit，中央处理器)、微处理器、应用专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、或者一个或多个集成电路等方式实现，用于执行相关程序，以实现本说明书实施例所提供的技术方案。
存储器1020可以采用ROM(Read Only Memory，只读存储器)、RAM(Random AccessMemory，随机存取存储器)、静态存储设备，动态存储设备等形式实现。存储器1020可以存储操作系统和其他应用程序，在通过软件或者固件来实现本说明书实施例所提供的技术方案时，相关的程序代码保存在存储器1020中，并由处理器1010来调用执行。
输入/输出接口1030用于连接输入/输出模块，以实现信息输入及输出。输入输出/模块可以作为组件配置在设备中(图中未示出)，也可以外接于设备以提供相应功能。其中输入设备可以包括键盘、鼠标、触摸屏、麦克风、各类传感器等，输出设备可以包括显示器、扬声器、振动器、指示灯等。
通信接口1040用于连接通信模块(图中未示出)，以实现本设备与其他设备的通信交互。其中通信模块可以通过有线方式(例如USB、网线等)实现通信，也可以通过无线方式(例如移动网络、WIFI、蓝牙等)实现通信。
总线1050包括一通路，在设备的各个组件(例如处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030和通信接口1040)之间传输信息。
需要说明的是，尽管上述设备仅示出了处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030、通信接口1040以及总线1050，但是在具体实施过程中，该设备还可以包括实现正常运行所必需的其他组件。此外，本领域的技术人员可以理解的是，上述设备中也可以仅包含实现本说明书实施例方案所必需的组件，而不必包含图中所示的全部组件。
上述实施例的电子设备用于实现前述任一实施例中相应的重载列车智能驾驶超速防护曲线的计算方法，并且具有相应的方法实施例的有益效果，在此不再赘述。
基于同一发明构思，与上述任意实施例方法相对应的，本申请还提供了一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行如上任一实施例所述的重载列车智能驾驶超速防护曲线的计算方法。
本实施例的计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。
上述实施例的存储介质存储的计算机指令用于使所述计算机执行如上任一实施例所述的重载列车智能驾驶超速防护曲线的计算方法，并且具有相应的方法实施例的有益效果，在此不再赘述。
所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本申请的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本申请的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本申请实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。
另外，为简化说明和讨论，并且为了不会使本申请实施例难以理解，在所提供的附图中可以示出或可以不示出与集成电路(IC)芯片和其它部件的公知的电源/接地连接。此外，可以以框图的形式示出装置，以便避免使本申请实施例难以理解，并且这也考虑了以下事实，即关于这些框图装置的实施方式的细节是高度取决于将要实施本申请实施例的平台的(即，这些细节应当完全处于本领域技术人员的理解范围内)。在阐述了具体细节(例如，电路)以描述本申请的示例性实施例的情况下，对本领域技术人员来说显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下或者这些具体细节有变化的情况下实施本申请实施例。因此，这些描述应被认为是说明性的而不是限制性的。
尽管已经结合了本申请的具体实施例对本申请进行了描述，但是根据前面的描述，这些实施例的很多替换、修改和变型对本领域普通技术人员来说将是显而易见的。例如，其它存储器架构(例如，动态RAM(DRAM))可以使用所讨论的实施例。
本申请实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本申请实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种重载列车智能驾驶超速防护曲线计算方法，其特征在于，包括：
获取当前时刻重载列车的位置数据、前方位置的限速数据、前方位置的阻力数据、前方位置的分相数据和力数据；
根据前方的位置数据和所述限速数据，计算位置序列；
根据所述位置序列中的位置点对应的限速数据，计算位置序列中位置点对应的基础限速数据；
根据所述基础限速数据、所述分相数据和所述力数据，计算位置速度序列；
将所述位置速度序列中的点值进行插值拟合，得到超速防护曲线。
2.根据权利要求1所述的重载列车智能驾驶超速防护曲线计算方法，其特征在于，所述根据所述基础限速数据、所述分相数据和力数据，计算位置速度序列具体包括：
根据阻力数据和基础限速数据，计算平衡力；
根据最大可用制动力和所述平衡力，确定速度的安全裕量；
根据所述安全裕量确定位置点对应的超速防护速度，得到位置速度序列。
3.根据权利要求2所述的重载列车智能驾驶超速防护曲线计算方法，其特征在于，所述阻力数据包括列车在位置序列中的位置点时列车的基本阻力数据，坡道阻力数据和弯道阻力数据；
所述根据阻力数据和基础限速数据，计算加速度为零时的平衡力具体包括：根据所述基本阻力数据，所述坡道阻力数据和所述弯道阻力数据计算所述平衡力。
4.根据权利要求3所述的重载列车智能驾驶超速防护曲线计算方法，其特征在于，所述根据所述基本阻力数据，所述坡道阻力数据和所述弯道阻力数据计算所述平衡力通过式
Figure FDA0003580866700000011
计算；
其中，
Figure FDA0003580866700000012
为列车在xn位置加速度为零时的平衡力；V′lim(xn)为列车在xn位置的基础限速速度；B(V′lim(xn))为列车在基础限速V′lim(xn)时的基本阻力；S(xn)为列车在位置xn时的坡道阻力；C(xn)为列车在位置xn时的弯道阻力。
5.根据权利要求3所述的重载列车智能驾驶超速防护曲线计算方法，其特征在于，所述根据最大可用制动力和所述平衡力，确定速度的安全裕量具体包括：
比较所述最大可用制动力和所述平衡力；
响应于确定所述平衡力大于或等于零，设定所述安全裕量为第一速度值；
响应于确定所述平衡力大于或等于所述最大可用制动力且小于零，设定所述安全裕量为第二速度值；
响应于确定所述平衡力小于零且小于所述最大可用制动力，设定安全裕量为第三速度值；所述第一速度值小于所述第二速度值；所述第二速度值小于所述第三速度值。
6.根据权利要求5所述的重载列车智能驾驶超速防护曲线计算方法，其特征在于，所述最大可用制动力通过式Fb＝η*Fbmax计算，其中，Fb为最大可用制动力，Fbmax为最大制动力；η为通过式
Figure FDA0003580866700000021
计算，其中，
Figure FDA0003580866700000022
为T时间内的平均粘着力；T为粘接力的滤波窗口时间；Fmax为最大可用力；
所述根据所述安全裕量确定位置点对应的超速防护速度通过式v′n＝V′lim(xn)-Vn计算；其中，V′lim(xn)为列车在xn位置的基础限速速度；v′n为列车在位置xn时对应的超速防护速度；Vn为安全裕量。
7.根据权利要求1所述的重载列车智能驾驶超速防护曲线计算方法，其特征在于，所述根据前方位置数据和所述限速数据，计算位置序列具体包括：
根据式xn＝x0+nX(n＝1,2,…,N)计算位置序列；其中，xn为位置序列，x0为当前时刻重载列车的实际位置；X为相邻位置点的间隔距离；N为常数；
所述基础限速数据通过式V′lim(x)＝Vlim(x)-v0计算，其中，x为位置，V′lim(x)为基础限速；Vlim(x)为前方限速；v0为预设保护裕量值。
8.根据权利要求1所述的重载列车智能驾驶超速防护曲线计算方法，其特征在于，还包括：
自当前时刻起，当列车运行距离为相邻位置点的间隔距离后，重新获取当前时刻重载列车的实际位置数据和基础限速数据。
9.一种重载列车智能驾驶方法，其特征在于，使用权利要求1～8任一项所述的重载列车智能驾驶超速防护曲线计算方法计算超速防护曲线；
根据所述超速防护曲线进行曲线规划和跟随控制。
10.一种重载列车智能驾驶系统，其特征在于，包括：
超速防护曲线计算单元，使用权利要求1～8任一项所述的重载列车智能驾驶超速防护曲线计算方法计算超速防护曲线，并将所述超速防护曲线发送至规划控制单元中；
规划控制单元用于接收所述超速防护曲线，并根据所述超速防护曲线进行曲线规划和跟随控制。
11.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至8任意一项所述的方法。
12.一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令用于使计算机执行权利要求1至8任一所述方法。
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